Trabalho Fenomenos de Transportes

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Universidade Estácio de Sá 
 Curso: Engenharia 
 Disciplina: Fenômenos de Transporte 
 Prof. Sandro Baptista 
 1 
1ª Lista de Exercícios: Mecânica dos Fluidos 
 
1. Qual é o valor da força que deve ser aplicada a uma placa superior cuja área é de 
0,035 m2? Considere a velocidade da placa de 0,12 m/s, sendo de 0,00127 a 
distância entre as placas e 0,09 P a viscosidade do fluido. Supor perfil linear de 
velocidade do fluido no espaço entre as placas. Dado 1 cP = 0,01 P = 0,001 
kg/(m.s). (Resp.: 2,98x10-2 N) 
 
 
 
2. A distribuição de velocidade para o escoamento laminar desenvolvido entre 
placas paralelas é dada por: 2*2
1 






h
y
v
v
más
, onde h é a distância separando 
as placas. Considere a origem situada na linha mediana entre as placas, a 
viscosidade do fluido é de 1,14x10-3 N.s.m-2, com vmáx igual a 0,10 m.s
-1 e h 
igual a 0,25 mm. 
a) Calcule a tensão de cisalhamento na placa superior. (Resp.: 1,824 N) 
b) Calcule a força sobre uma seção de 1,0 m2 da placa inferior e dê o seu sentido, 
sendo a velocidade máxima 0,05 m.s-1 e h=0,001 m. (Resp.: 1,824 N; sentido +) 
 
3. Uma placa de 1,0 m2 e 20 N desliza sobre uma superfície inclinada de 30°, sobre 
uma película de lubrificante. A velocidade da placa é 2,0 m/s. Qual é a 
viscosidade dinâmica do lubrificante, se a espessura da película é 2,0 mm? 
(Resp.: 0,01 N.s.m-2) 
4. Uma coluna de destilação trabalha sob um vácuo de 30 cmHg. Qual é a pressão 
absoluta no seu interior? (Resp.: 46 cmHg) 
 
5. O manômetro num tanque de CO2 utilizado na produção de bebidas 
carbonatadas marca 51,0 psig. Ao mesmo tempo, o barômetro marca 13,8 psia. 
Qual é a pressão absoluta no tanque em psia? (Resp.: 64,8 psia) 
 
6. Que altura atinge o óleo no ramo vertical, sabendo-se que a pressão do ar no 
recipiente é 20 psia? Qual seria a altura se a pressão atingisse a 20 psig? (Dado: 
água = 1.000 kg/m
3) (Resp.: 4,39 m; 16,6 m) 
 
 
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7. Que altura atinge a água no ramo vertical, sabendo-se que a pressão do ar no 
recipiente é 15 psig? (Dado: 1 ft = 0,3048 m; água = 1.000 kg/m
3) (Resp.: 9,8 m) 
 
8. Qual a pressão a que está submetido o gás retido no reservatório da figura 
abaixo? Expresse a pressão em psia e psig. (Resp.: 21,7 psig; 36,4 psia) 
 
9. Calcule a queda de pressão (P1-P2) a partir da figura abaixo. 
 
 
10. Determine a leitura do manômetro A, sabendo-se que a densidade do mercúrio é 
de 13,6. Dado: massa específica da água é 1000 kg/m3. (Resp.: 79.600 Pa). 
 
 
 
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11. Uma bola de aço de 50 mm e peso específico de 76,8 kN/m3 está suspensa por 
um fio fino e mergulhado em um tanque contendo óleo de peso específico de 7,8 
kN/m3 e mercúrio de peso específico de 133 kN/m3, até que esteja com uma 
metade submersa em óleo e a outra em mercúrio. Determine a tração no fio. 
(Resp.: 3,34N) 
 
12. Um bloco de 50 kg equilibra-se sobre uma plataforma cuja massa específica é de 
0,4 g/cm3, a qual permanece com metade de seu volume imerso. Sendo a massa 
específica da água igual a 1,0 g/cm3, determine o volume e a massa da 
plataforma. Considere a gravidade de 9,81 m/s2. 
 
 
13. Dois líquidos imiscíveis de massa específica de 1=0,8 g/cm
3 e 2=1,0 g/cm
3 são 
colocados em um tubo em U. Se a altura da coluna do líquido menos denso vale 
h1=20 cm, qual é a altura de h2? 
 
 
 
14. A partir da figura abaixo, determine a força F que deve ser exercida sobre a 
haste do cilindro para que o sistema permaneça em equilíbrio. (Resp.: 10 kN) 
 
 
 
15. Considere uma junção de tubos por onde escoa água. Determine a vazão do 
ponto 2. 
Dados: A1=0,2 m
2, A2=0,2 m
2 e A3=0,15 m
2 
 v1=5,0 m/s, v2=? e v3=12,0 m/s. 
 
 
 
 
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16. Um gás escoa em regime permanente no trecho de tubulação representado na 
figura abaixo. Determine: a velocidade na seção 2. 
Dados: 
* Seção 1: A1=20 cm
2, v1=30 m/s e 1=4 kg/m
3 
* Seção 2: A2=10 cm
2 e 2=12 kg/m
3 
* Seção do vazamento: vaz=1=4 kg/m
3 
a) Determine a velocidade na seção 2. 
b) Em caso de rompimento da tubulação na seção de área 20 cm2, determine a 
vazão do orifício formado. 
 
17. O esquema da figura abaixo representa o sistema de refrigeração do motor de 
um barco. Sabendo-se que v1=v3=18,3 km/h e v2=14,6 km/h, pergunta-se qual a 
velocidade do barco. (Resp.: 38,6 km) 
Dados: A1=A3= 25 cm
2 A2=25 cm
2 A4=30 cm
2 
Considere as seções A1, A2, A3 e A4 são normais ao eixo do barco.